Question

檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應制備：

FeSO4＋Na2CO3=FeCO3＋Na2SO4

FeCO3＋C6H8O7=FeC6H6O7＋CO2＋H2O

下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計算)。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1.1	3.2
Al3＋	3.0	5.0
Fe2＋	5.8	8.8

 

(1)制備FeCO3時，選用的加料方式是________(填字母)，原因是_________________________________

a．將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時加入到反應容器中

b．將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應容器中

c．將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應容器中

(2)生成的FeCO3沉淀需經充分洗滌，檢驗洗滌是否完全的方法是_______________________________。

(3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80℃下攪拌反應。

①鐵粉的作用是_____________________。

②反應結束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是________________________________。

(4)最后溶液經濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥，獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是__________________。

 

(5)某研究性學習小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā)，先制備綠礬，再合成檸檬酸亞鐵。請結合右圖的綠礬溶解度曲線，補充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO4·7H2O晶體的實驗步驟(可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應，________，得到FeSO4溶液，________，得到FeSO4·7H2O晶體。

 

Answer 1

(1)c　避免生成Fe(OH)2沉淀　(2)取最后一次的洗滌濾液1～2 mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈　(3)①防止＋2價的鐵元素被氧化　②加入適量檸檬酸讓鐵粉反應完全　(4)降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出　(5)“(過濾，)向反應液中加入足量的鐵粉，充分攪拌后，滴加NaOH溶液調節(jié)反應液的pH約為5，過濾”或“過濾，向濾液中滴加過量的NaOH溶液，過濾，充分洗滌固體，向固體中加入足量稀硫酸至固體完全溶解，再加入足量的鐵粉，充分攪拌后，過濾”　(滴加稀硫酸酸化，)加熱濃縮得到60℃飽和溶液，冷卻至0℃結晶，過濾，少量冰水洗滌，低溫干燥

【解析】根據題干信息以及FeCO3、Fe2O3、FeSO4的性質解決問題。

(1)根據相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH可知，制備FeCO3時要注意控制溶液的pH。所以需要將Na2CO3緩慢加入到FeSO4溶液中，防止Fe(OH)2的生成。

(2) FeCO3表面吸附SO42—、Na＋等雜質離子，檢驗洗滌是否完全時，可檢驗SO42—是否存在。方法是取最后一次的洗滌液1～2 mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈。

(3)Fe2＋易被氧化，加入鐵粉的目的是防止Fe2＋被氧化。除去剩余的鐵粉時，為了不引入雜質，可加入適量檸檬酸與鐵粉反應。(4)檸檬酸亞鐵在乙醇中的溶解度小，加入無水乙醇，有利于晶體的析出。(5)燒渣中加入稀H2SO4后要通過過濾除去SiO2，此時溶液中溶質主要是Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3。此時需要加入Fe粉，將Fe3＋轉化為Fe2＋，然后加NaOH調pH到5.0除去Al3＋�；蜻^濾，除去SiO2后，向濾液中加入過量的NaOH溶液，過濾，得到Fe(OH)3，洗滌沉淀，加入足量的稀硫酸至沉淀溶解完全，再加入足量的鐵粉，得到FeSO4。過濾后，將濾液在60℃時濃縮，冷卻即可。

點撥：知識：物質的制備、除雜、凈化等實驗操作。能力：考查基礎知識的同時，也考查了學生讀圖、識表的綜合能力。試題難度：中等。